Хемотаксис. Хемотаксис бактерий

1.

ХЕМОТАКСИС
Подготовила магистрант 1 курса
Урюпина Татьяна Андреевна

2.

Хемотаксис - это движение организма в
ответ на химический раздражитель.
Положительный хемотаксис возникает, если движение
направлено к более высокой концентрации
рассматриваемого химического вещества;
Отрицательный хемотаксис, если движение в
противоположном направлении.
2

3.

ХЕМОТАКСИС БАКТЕРИЙ

4.

Хемотаксис бактерий – это двигательная реакция
клеток в ответ на действие химических веществ.
В зависимости от фактора различают:
Фототаксис - движение к свету или от него, свойствен
прежде всего фототрофным бактериям;
Магнитотаксис - это процесс который включает
ориентацию и координацию движения в ответ на
магнитное поле Земли.
Осуществляется грамотрицательными бактериями. За
это отвечают внутренние структуры, известные
как магнитосомы;
Термотаксис;
Вискозитаксис - способность реагировать на
изменение вязкости раствора и перемещаться в
направлении ее увеличения или уменьшения.
4

5.

Хемоаттрактанты и хеморепелленты
Химические вещества, привлекающие микроорганизмы
- аттрактанты (практически все сахара и аминокислоты),
а отталкивающие – репелленты (жирные кислоты, спирты и
другие потенциально вредоносные вещества).
5

6.

Движение бактерий
Жгутики (“флагеллы”, “филаменты”) являются
органами движения бактерий в жидкой среде.
Число и характер расположения жгутиков на
поверхности различных видов бактерий изменяются в
широких пределах.
6

7.

Движение бактерий
7

8.

Рецепторная регуляция
Градиенты концентрации
веществ воспринимаются
множеством трансмембранных
рецепторов, называемых метилакцептирующими белками хемотаксис
а (MCP) .
Классический рецептор
хемотаксиса состоит из:
аминоконцевой трансмембранной
спирали;
периплазматического сенсорного
домена, сложенного из четырех
α-спиральных участков;
второй трансмембранной спирали;
большого цитоплазматического
сигнального и адаптационного домена.
8

9.

ХЕМОТАКСИС ЭУКАРИОТ

10.

1.
2.
3.
4.
Поверхностные рецепторы регистрируют внешний сигнал и
передают его внутрь клетки.
Внешний градиент переводится во внутренний градиент сигнальных
молекул клетки. Усиление происходит на пост-рецепторном уровне.
В клетке есть несколько сигнальных каскадов, ведущих к
хемотаксису. Одного доминирующего каскада нет, все они в разной
степени дублируют и влияют друг на друга.
Целью передачи сигнала является поляризация сигнальных молекул и
цитоскелета.
10

11.

ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ ДВИЖЕНИЯ
Клетки умеют переключать способ движения в
зависимости от окружения и структуры матрикса, но
при этом используют общие принципы и стратегии
движения.
Поляризованные клетки последовательно чередуют
циклы перемещения, в каждом из которых выделяют
четыре основных стадии.
• Первая стадия заключается в выдвижении передней
части мембраны, именуемой протрузией или
псевдоподией.
11

12.

На второй стадии мембранные протрузии прикрепляются к субстрату
за счет адгезивных структур, которые соединяют цитоскелет с
внеклеточным матриксом и обеспечивают последующее передвижение
тела клетки.
12

13.

На третьем этапе клетка перемещает тело
вперед. Это требует сократительных усилий,
обеспечиваемых миозином II типа, включенным в
состав пучков актиновых филаментов.
Заключительный этап состоит из открепления и
подтягивания задней части клетки – двух
пространственно и функционально различных
событий. Скорость движения клетки зависит не
только от протрузионной активности, но также от
силы адгезии и сократимости.
13

14.

Миграционные реакции
Существует несколько вариантов миграции, вызванной
химическими веществами
• Хемокинез
• Гаптотаксис
• Некротаксис
14

15.

Рецепторы и их лиганды
Основные классы рецепторов хемотаксиса запускаются:
• формилпептидами - рецепторы формилпептидов (FPR);
• хемокинами - хемокиновые рецепторы (CCR или CXCR);
• лейкотриенами - рецепторы лейкотриенов (БЛТ).
Основные группы первичных лигандов следующие:
Формилпептиды
Комплемент 3a и Комплемент 5a
Хемокины
Метаболиты полиненасыщенных жирных кислот:
– Лейкотриены
– Эйкозаноиды 5-гидроксикозатетраеновой кислоты
– 5-гидроксиэйкозатриеновая кислота и 5-оксоэйкозатриеновая
кислота
– 12-Гидроксиэйкозатетраеновая кислота
– Простагландин D2
– 15-оксо-эйкозатетраеновая кислота
15

16.

16

17.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!